L P J U L E S F E R R Y - U L I S D I F F É R E N C I E R M A S S E E T P O I D S D U N C O R P S. N O V E M B R E 2 0 1 2 M A S S E O U P O I D S Ce cours vous permettra de vérifier par vous-même la différence entre masse et poids. L E X I Q U E : La masse ne vous est pas inconnue car vous utilisez lors de vos TP, des balances. Aléatoire : dans n importe quel sens Newton : savant anglais (1643-1727) Centre de gravité: appelé G, est le point d'application de la somme des forces de gravité ou de pesanteur. Dynamomètre: appareil servant à mesurer le poids (ou force). Masse S exprime en Kilogramme Kg Masse Se note m Pour info, lorsque l unité est le nom d un savant, ex. Newton, l unité de la grandeur physique se note en majuscule, ici N. Pour le reste, c est en minuscule, ex masse (kg) Elle est représentée par une flèche qui part du centre de l objet (centre de gravité), verticalement, vers le bas, dont la taille correspond à sa valeur (ex: 1 cm = 1kg => Induction: grandeur du champ magnétique (ex: plaque à induction) Vecteur: flèche orientée et d une taille précise. F mesurant 5 cm représentant 50N 5 kg = 5 cm). Le poids est la force exercée sur un corps, il se mesure à l aide d un dynamomètre. Force S exprime en Newton N Cet appareil ne s utilise pas en TP. Force Se note F Pour info, les grandeurs physiques, ici Force, se note en majuscule, ici F, pour ne pas les confondre avec les unités sauf dans certains cas où elles sont en
Page 2 R A P P E L C O U R S P R É C É D E N T Vous avez vu en physique comment se définit (s écrit) une force. Voici un rappel ci-dessous. Jusqu à présent nous n avons pas parlé de masse sauf en chimie. Sa force son Point application sa droite d action son sens sa valeur F O verticale vers le bas 500 N F F F F F Force Point d application Droite d action Sens Valeur F O I 500 N
Page 3 M A S S E D U N C O R P S La masse d un corps représente la quantité de matière qui le constitue. Elle ne varie pas quelque soit le lieu où il se trouve. Elle se mesure avec une balance. M O D E O P É R A T O I R E Mesurez la masse de chaque objet (au gramme près) à l aide de la balance électrique. Pour chaque objet, noter sa valeur dans le tableau Masse (gr) Masse (kg) 0.0672 0.0965 0.1868 0.227 0.327 0.5 P O I D S D U N C O R P S Le poids d un corps est la force exercée par la Terre sur ce corps. Elle s applique au centre de gravité du corps, sa droite d action est verticale, son sens est vers le bas. La force se mesure avec un dynamomètre M O D E O P É R A T O I R E Mesurez le poids de chaque objet à l aide du dynamomètre. Choisir le dynamomètre adapté en fonction de ceux présentés. Pour chaque objet, noter sa valeur dans le tableau Force (N) 0.655 0.94 1.8 2.21 3.23 4.95
Page 4 C A L C U L S Avec les valeurs que vous avez mesuré et que vous allez replacer dans ce tableau, nous allons diviser les valeurs trouvées pour la force (F) par celles pesées (m). (faire les calculs sur une feuille de brouillon) Force (F) 0.655 0.94 1.8 2.21 3.23 4.95 Masse (m) 0.0672 0.0965 0.1868 0.227 0.327 0.5 F m 9.74 9.74 9.63 9.73 9.87 9.9 C O N C L U S I O N Observez la dernière ligne du tableau. Que constatez-vous? Les valeurs sont presque identiques Le quotient F m est constant et environ égal à 9.81 N/kg Ce nombre est noté «g» et représente l intensité de la pesanteur. Il s exprime en N/kg. l intensité de la pesanteur n est pas la même en chaque endroit. Elle est, par exemple, de 1.6 N/kg sur la lune alors qu elle vaut 9.81 N/kg en moyenne en France E X E R C I C E S Prendre plusieurs éléments: peser chacun d entre eux, calculer avec la formule suivante F = m.g la valeur de la force, vérifier avec le dynamomètre la valeur calculée. Objet Force (F) Masse (m) F m
Page 5 F I C H E D E G U I D A N C E L I V R E T P E R S O N N E L D E C O M P E T E N C E Les principaux éléments de mathématiques Validée Palier 1 Sens des opérations Sait utiliser la multiplication, la division ( formule F = mg) Palier 2 Calculs Utiliser une calculatrice (division F / m) Palier 3 Mesures Géométrie Connaît les unités usuelles de mesure ( F en N, m en kg) Sait peser (utilisation de la balance) A V A N T L E C O U R S Le cours s adresse aux élèves de 1 CAP APR. Il vient juste après celui sur «les différentes actions mécaniques et la notion de force» Quatre élèves sont dans cette classe, quatre niveaux différents. Deux élèves n ont pas besoin d aide particulière, Manon et Jason, les deux autres, Daniel et David, ont besoin d un soutien mais pas de façon identique. David n a pas encore assimilé la notion de force F expliquée dans le cours précédent. C est donc à Daniel Rivière que ce cours s adresse. Le cours se compose de trois parties: 1. Vérification de la notion de force 2. Explication de la différence entre masse et poids (et force) 3. Exercices Le but du cours est de mettre en évidence la formule F = m g La semaine prochaine, je vérifierai si le cours a bien été assimilé. P E N D A N T L E C O U R S Les manipulations seront faites par Daniel avec les explications adéquates. Chaque mesure sera vérifiée et chaque chose sera faite une après l autre. Les calculs seront faits par Daniel sous ma vigilance (toujours être dans le positif) Les exercices sont faits pour appuyer et vérifier si le «message» est bien passé A P R È S L E C O U R S Rendre compte au collègue professeur de Mathématiques Physique du déroulement du cours et du résultat du travail de Daniel: notion validée, en cours de validation ou non validée Prévoir des exercices d applications supplémentaires et la validation de l expérimentation. Modifier si besoin l expérimentation si des explications supplémentaires ont été nécessaires